初中物理物体的浮沉条件及其应用试题

现有一形状不规则的木块，小明同学用图甲、乙丙所示的方法测出了木块的密度，实验步骤如下：（1）向容器内倒入适量的水，水的体积记为 $V_1$．（2）将木块轻轻放入容器中，液面上升至 $V_2$．（3）用细针将木块按压，使木块浸没于水中，液面上升至 $V_3$．请写出下列物理量的表达式：木块的质量 $m=$　　，木块的体积 $V=$　　，木块密度 $\rho =$　　（已知水的密度 ${\rho }_{水})$。

下列关于浮力的说法正确的是 $($　　 $)$

A．轮船从长江驶入大海，所受的浮力变大

B．悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力

C．阿基米德原理说明物体所受浮力大小等于物体的重力

D．鸡蛋放入清水中沉在杯子底部，是因为鸡蛋在清水中不受浮力

如图是湖南师范大学学生发明的水上自行车，车下固定5个充满气的气囊，每个气囊的体积均为 $3.0\times {10}^{-2}{m}^3$，已知该水上自行车的总质量为 $25\mathit{kg}$，不计车轮浸入水中的体积。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）当自行车停放在水面上没人骑行时，气囊排开水的总体积为多少？

（2）当质量为 $75\mathit{kg}$的人骑行时，固定在正中间的1个气囊破裂，该自行车是否还能安全骑行？请通过计算说明。

在宠物商店买了热带鱼后，商家一般会将鱼放在装有水的透明塑料袋中扎好，方便顾客带走，回家后，将其直接放入盛水的玻璃缸中，不计塑料袋质量，下列情况可能发生的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

如图是我国自主研发的第一艘航母"山东舰"在海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	战斗机从甲板上起飞后，航母受到的浮力变小
B．	航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力
C．	甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力
D．	甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力

小敏将质量为20克，体积为25厘米 ${}^3$的塑料块放入水平平衡的容器内（图甲），放手后容器右端下降。撤去塑料块，往容器内缓慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡（图乙），将该塑料块轻轻放入图丙所示位置，放手后容器最终将　　（选填“左低右高”，“左高右低”或“水平平衡” $)$。此时，塑料块所受浮力为　　牛。

2020年4月23日，"雪龙"号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为 $F_{甲}$ 、 $F_{乙}$ 、 $F_{丙}$ ，它们的大小关系正确的是 $($ 　　 $)$

A．

$F_{甲}=F_{乙}=F_{丙}$

B．

$F_{甲}>F_{乙}=F_{丙}$

C．

$F_{甲}>F_{乙}>F_{丙}$

D．

$F_{甲}<F_{乙}<F_{丙}$

如图是我国自主研发的第一艘航母"山东舰"在海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	战斗机从甲板上起飞后，航母受到的浮力变小
B．	航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力
C．	甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力
D．	甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力

2019年12月17日，由我国自主建造的第一艘国产航母 $--$山东舰（如图甲），正式交付海军。该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼 $-15$舰载机。若每架舰载机质量为25吨。（海水的密度取 $1.03\times {10}^3$千克 $/$立方米）

（1）舰载机起飞时（如图乙），以舰载机为参照物，航母是　　的。（选填“运动”或“静止” $)$

（2）在标准排水量时，航母所受的浮力为　　。

（3）当36架舰载机全部飞离航母后、航母排开海水的体积减少了　　立方米。（结果保留一位小数）

人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁，把空气压进浮筒将浮筒里的水排出，沉船随着浮筒一起浮起，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．沉船在河底时，受到的浮力等于其重力

B．浮筒充满气后，受到的浮力大于其重力

C．沉船在水下上浮时，受到的浮力逐渐变小

D．船和浮筒浮在水面时，受到的浮力大于其重力

小明在学习物体浮沉条件时，由于调制食盐水密度的操作不够精准，导致实验中鸡蛋很难悬浮在食盐水中，于是他对实验进行了改进：分别用量筒和烧杯等器材配制了三杯不同质量分数的酒精溶液，其中图甲 $B$烧杯中的酒精与水的体积比为 $9:6$．用注射器吸取密度为0.9克 $/$厘米 ${}^3$的食用油分别在三杯酒精溶液中部注射一团油滴，一段时间后，如图甲所示。再过一段时候后，小明观察到油滴所处的状态如图乙所示。

为此，他作了如下探究：

【提出问题】______

【建立假设】假设一：可能是油滴的密度变小了。

假设二“可能是酒精溶液的密度变大了。

【实验方案】针对“假设一”的实验：用注射器吸取图乙任一烧杯中的油滴，将油滴注入到某一溶液中，观察其浮沉状况。

针对“假设二”的实验：先测定酒精溶液密度为 ${\rho }_1$，敞口放置一段时间后再次测定它的密度为 ${\rho }_2$，比较 ${\rho }_1$和 ${\rho }_2$的大小。

【得出结论】油滴密度不变，酒精溶液密度变大。

请回答：

（1）根据小明所作的假设，推测小明所提出的问题是：　油滴沉浮变化的原因是什么　？

（2）针对“假设一”的实验中，“某一溶液”是　　，

（3）小明经过思考，对“酒精溶液密度变大”这一结论作出合理的解释，即　　。

三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与三个体积相同的实心球相连，向容器内倒入某种液体，待液体和球都稳定后，观察到如图所示的情况，乙球下方弹簧长度等于原长，这三个球受到浮力的大小关系是　　（选填字母）；

$A$． $F_{甲}<F_{乙}<F_{丙}$   $B$． $F_{甲}>F_{乙}>F_{丙}$   $C$． $F_{甲}=F_{乙}=F_{丙}$

这三个球的密度大小关系是　　（选填字母）

$A$． ${\rho }_{甲}<{\rho }_{乙}<{\rho }_{丙}B$． ${\rho }_{甲}>{\rho }_{乙}>{\rho }_{丙}C$． ${\rho }_{甲}={\rho }_{乙}={\rho }_{丙}$

其中　　球（选填“甲”“乙”“丙” $)$的密度与液体密度相同。

边长为 $0.1m$的正方体木块，漂浮在水面上时，有 $\frac{2}{5}$的体积露出水面，如图甲所示。将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块表面上放一重 $2N$的石块。静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。取 $g=10N/\mathit{kg}$，已知水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．求：

（1）图甲中木块受的浮力大小；

（2）图乙中液体的密度；

（3）图乙中木块下表面受到液体的压强。

某实验小组在研究某种物质的属性时，日常需将物体浸没在煤油中保存，将体积为 $1\times {10}^{-3}{m}^3$、重 $6N$的该物体用细线系在底面积为 $250c{m}^2$的圆柱形容器的底部，物体浸没在煤油中，如图所示， $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{\mathit{煤油}}=0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（1）细线受到的拉力是多大？

（2）若细线与物体脱落，待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少？

如图甲所示，底面积 ${10}^{-3}{m}^2$的金属圆筒重 $2N$，开口向上漂浮在水面上，这时有 $\frac{2}{3}$的体积浸没在水中；若向金属圆筒里倒入 $1.25\times {10}^{-4}{m}^3$的某种液体，水面恰好与金属圆筒口相平，如图乙所示，此时水对金属圆筒底部的压强为　　 $\mathit{Pa}$，该液体的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{水}=1\times 10\mathit{kg}/m^3\right)$。